地面耐磨固化剂
地面耐磨固化剂主要作用是增强水泥的性能抵消混凝土内的缺陷,未来地面耐磨固化剂研发应更注重环保价格低廉便捷实用时间长等方面,对于目前已有的产品还有很多可以改进的地方,另外地面耐磨固化剂的使用方法和条件方面也可以有不少改进以适应诸多恶劣环境等外界因素。
而且混凝土的应用过程中还需要许多其他添加剂如:减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、抗冻剂、阻锈剂、膨胀剂、速凝剂、絮凝剂、泡沫剂、着色剂、蒸养剂、流化剂、脱模剂、消化剂、堵漏剂等等。这么多的添加剂功能各异。使用起来着实也麻烦,所以功能复合型水泥固化剂将是研究的热点,也确实值得人们去努力研究攻破各个难关得到更加优秀的产品造福社会。
水泥凝结固化过程及原理
铝酸三钙的水化
铝酸三钙的水化迅速,放热快,其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大,先生成介稳状态的水化铝酸钙,最终转化为水石榴石。
在有石膏的情况下,铝酸三钙水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙,简称钙矾石,常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽,则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
铁相固溶体的水化
水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢,水化热较低,即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。
那么,这些水化产物怎样会导致水泥浆结硬并产生强度呢?水泥凝结硬化的机理究竟是什么?按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错,聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。
按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质,这些胶体物质由于外部干燥失水,或由于内部未水化颗粒的继续水化,于是产生“内吸作用”而失水,从而使胶体硬化。
对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是一种对称的芳香族二醇扩链剂。它与MDI有着良好的配伍性,能明显提高、改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能。
HQEE/MDI是与MOCA/TDI并列的一个PU弹性体系列,使用该产品的PU一般用于对产品物理性能有高要求的领域.
HQEE是一种代替MOCA的新型无毒扩链剂。广泛应用于MDI的PUR体系(CPU、TPU、MPU)中。能显著提高PUR制品的耐温等级、力学性能(撕裂强度、剪切性、硬度、回弹性等),提高MPU胶料储存稳定性、防止烧焦。很好地改善和调节了PUR的性能。MDI/HQEE常用于对制品物理性能有高要求的领域。如:油井密封件、叉车轮胎、液压汽缸密封件、传送带等PU制品,对改善高回弹微孔泡沫制品性能很有帮助。
对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是主要用于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的一种扩链剂。这种扩链剂体系生产的弹性体主要作重载应用, 例如铲车轮胎、油井和液压设备密封、粗料槽衬里和滑冰板轮等。然而, 若对HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳产品。
一般来说, 用MOCA为扩链剂生产弹性体的设备, 也能用于HQEE体系的生产。但二者的工艺是明显不同的。HQEE和MOCA在将近相同的温度(100℃)熔融,但MOCA会出现过冷而不结晶。HQEE不会出现过冷,但加工设备中必须保持110-116℃(最高122℃)。HQEE熔罐必须均匀加热到110℃以上,缓慢搅动以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工艺设备管线要适当地保温和加热, 以防止出现“ 冷点” 而造成管线堵塞和HQEE预聚物混合比的误差。
MOCA/预聚物的混合比可在理论值的90~100%范围内变化, 仍能得到理想的制品。然而, 对于HQEE体系, 必须精确控制二醇扩链剂/预聚物的比例, 才能得到最佳产品性能。预聚物也应保持在110℃下,并且在HQEE与预聚物混合后, 必须维持温度以防止HQEE结晶。整个成型温度必须保持在110-120℃之间。对于薄制件需要较高的温度。低于上述温度时将导致HQEE结晶出现疵点。烘箱或模具加热设备必须超过所要求的成型温度。
未催化的HQEE/MDI弹性体的流化时间, 对于薄制件(如垫圈)大约需2小时;对于厚制件(如铲车轮胎)能明显减少脱模时间。
为了降低扩链剂的熔融温度以达到降低加工温度的目的, 可将HQEE与其它二醇、三醇和工业扩链剂混合使用。常用的比例是HQEE为80-90% , 二醇或三醇为10-20%。
制品的某些缺陷, 可通过改进操作而避免。表面白霜是由于扩链剂/预聚物混合或成型温度太低, 或是由于模具温度太低而造成。模压制品的表面刻痕是由于混合不当或模具过早关闭而引起的。模制品表面翘曲则表明模具可能关闭过晚。
随着科学技术的发展,特别是X—射线和电子显微技术的应用,将这两种理论统一起来,过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的,实际上它是纤维状晶体,只不过这些晶体非常细小,处在胶体大小范围内,比面积很大罢了。
所以现在比较统一的认识是:水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面,它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来,而连成一空间网状结构,叫做凝聚结构。
由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的,所以结构的强度很低而有明显的可塑性。以后随着水化的继续进行,水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速,从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体,这些晶体不断长大,依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构,叫做结晶结构。
这种结构比凝聚结构的强度大得多。水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。随后,水化继续进行,从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中,水泥浆体的强度也不断得到增长。
影响水泥凝结速率和硬化强度的因素很多,除了熟料矿物本身结构,它们相对含量及水泥磨粉细度等这些内因外,还与外界条件如温度、加水量以及掺有不同量的不同种类的外加剂等外因密切相关。
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